一种测量投影物镜畸变的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种测量投影物镜畸变的装置，包括掩模台及位于掩模台上的掩模版，工件台及位于工件台上的基底，该掩模版上还包括一特征标记，通过移动该掩模台及该工件台使该特征标记曝光在该基底的任意位置。本发明专利技术同时公开一种测量投影物镜畸变的方法，通过移动工件台和掩模台以得到特征图形位置的偏差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种光刻设备中所使用的用于测量投影物镜畸变的装置及方法。
技术介绍
光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光刻系统曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。由于最终决定集成电路的特征尺寸， 光刻系统作为集成电路制造工艺中的重要设备，其精度要求对于光刻工艺的重要性不言自明。为获得最佳成像效果，在曝光时，涂有光刻胶的硅片被吸附于承片台上，且其上表面需置于最佳像面高度。光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于 集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS(微电子机械系统)/ MOMS (微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工目.-rf* ο现有技术中所使用的，在光刻机的使用过程中，测量投影物镜畸变的方法主要有以下两种第一种测量方法利用光刻机的掩模对准传感器进行投影物镜像质的测量，如在先专利US7333175及W094/01808中所公开的技术方案。在这种测量方法中，光刻机掩模对准时光路通过物镜，所以对准结果可以用来表达物镜的畸变。但此种方法的缺点为首先， 测量物镜畸变的精度基于掩模对准标记测量的重复性，对光刻机的干涉仪、掩模对准分系统的性能要求较高。并且对掩模对准方式存在依赖性，如果光刻机采用的CCD对准或者其它的对准方式，就无法很好的测量物镜畸变。同时，对准标记的光栅制造和加工的难度比较高，制作一个高精度对准标记阵列的专用掩模代价较大。最后，物镜高阶畸变本身就会影响掩模对准传感器测量对准位置，所以这种方法存在局限性，仅用来测量物镜的低阶畸变，无法较好的测量物镜高阶畸变。第二种测量方法通过像质传感器测量投影物镜畸变，如在先专利US0136070、 US0144043、US0264827及US6650399中所公开的
技术实现思路
。该方法采用专用测量物镜像质的传感器，可以测量物镜的高阶相差及性能，并且测量的精度高，但是这种传感器精密复杂，特别光学元件的加工异常昂贵。同时，测量物镜畸变时，还需要高性能光刻机整机才能够配合，才能充分发挥此传感器的测量性能。因此并不是每台光刻机都可以配备这种传感器，现在主要应用在最高端光刻机上，对光刻机的适应性不强。现有技术中急需要一种测量精度高且适用性强的用于测量光刻设备的投影物镜畸变的装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该测量装置及方法能够达到较高的测量精度且适用性强。本专利技术公开一种测量投影物镜畸变的装置，包括掩模台及位于掩模台上的掩模版，工件台及位于工件台上的基底，该掩模版上还包括一特征标记，通过移动该掩模台及该工件台使该特征标记曝光在该基底的任意位置。更进一步地，该特征标记是通用型套刻标记。该特征标记均匀分布在该掩模版的曝光区域内。本专利技术同时公开一种测量投影物镜畸变的方法，包括步骤一、将一包含有特征标记的掩模版放置于掩模台，将一基底放置于工件台；步骤二、进行掩模台步进曝光及工件台步进曝光；步骤二、获得曝光后基底的特征图形；步骤四、按照掩模台步进曝光及工件台步进曝光产生的误差，计算投影物镜畸变。更进一步地，步骤一包括使该基底被放置与投影物镜的中心位置。 更进一步地，步骤二为先进行掩模台步进曝光再进行工件台步进曝光，或者先进行工件台步进曝光再进行掩模台步进曝光。更进一步地,掩模台步进曝光进一步包括以下步骤步骤2. I、优化曝光路径；步骤2. 2、移动该工件台使该基底位于第一曝光场位置；步骤2. 3、完成第一次曝光，在该基底上形成该第一曝光场的第一特征图形；步骤2. 4、使该掩模台朝X或Y向步进；步骤2. 5、完成第二次曝光，在该基底上形成该第一曝光场的第二特征图形。更进一步地,掩模台步进曝光进一步包括以下步骤步骤2. 6、移动该工件台使该基底位于第二曝光场位置；步骤2. 7、完成第一次曝光，在该基底上形成该第二曝光场的第一特征图形；步骤2. 8、使该掩模台朝X或Y向步进；步骤2. 9、完成第二次曝光，在该基底上形成该第二曝光场的第二特征图形。该步进的距离为D*Nom_mag,其中D为该特征标记的中心距离，Nom_mag为物镜的名义倍率。更进一步地,该工件台步进曝光进一步包括以下步骤步骤3.1、优化曝光路径；步骤3. 2、固定该掩模台不动，移动该工件台使该特征标记被曝光至基底上。更进一步地，该步骤四进一步包括以下步骤步骤4. I、记录(Wx7Wy) > (Fx, Fy)及(Ex, Ey),其中(Wx, Wy)是该特征图形在该娃片坐标系下的位置，(Fx, Fy)是该特征图形在其曝光场坐标系下的位置，(Ex, Ey)是该特征图形的标记偏差；步骤4. 2、去除曝光过程中误差，获得该特征图形的残差(dx，dy)，计算(dx，dy)的公式如下Ex = Tx-Rx · Fy+dxEy = Ty+Ry · Fx+dyFxe [-Xslit/2, Xslit/2], Fy e [-Yslit/2, Yslit/2]步骤4. 3、消除该特征标记的中心距离D所带来的投影物镜偏差，获得(dxl， dyl)；步骤4. 4、消除该特征标记所带来的投影物镜偏差，获得(dx2，dy2)；步骤4.5、根据(dxl, dyl)及(dx2, dy2)获得偏差(Δχ, Δ y)，计算(Δχ, Ay)的公式如下Λ X = (Ix2-Clx1Ay = Cly2-Cly1步骤4. 6、根据偏差(Λ X，Λ y)计算投影物镜畸变，计算公式如下Ax = Tx+Mx · x-Rx · y+Txy · x · y+D2x · x2+ (D2x~Tyx) · y2+D3 · X · r2+D4x · x2 · r2+D4y · x · y · r2+D5 · x · r4 Ay = Ty+My · y+Ry · x+Tyx · y · x+D2y · y2+ (D2y-Txy) · x2+D3 · y · r2+D4x · x · y · r2+D4y · y2 · r2+D5 · y · r4X e [-Xslit/2, Xslit/2], y e [-Yslit/2, Yslit/2]其中，(x, y)为成像位置在视场坐标系的名义坐标，且r2 = x2+y2 ；XSlit和YSlit 分别为视场X和Y尺寸。更进一步地，该特征标记是通用型套刻标记。该特征标记均匀分布在该掩模版的曝光区域内。与现有技术相比较，本专利技术所提供的技术方案的优点如下首先，该曝光标记可为通用型的套刻标记，与套刻掩模共用，也可以设计特殊的标记，因此该技术方案对标记的依赖性不强。其次，测量物镜畸变的过程与光刻机真实工作状态一致，能够反映出光刻机在曝光过程中物镜像质畸变，测量结果更加客观准确。再次，本技术方案直接曝光的方式，测量的精度直接反映的是物镜像质参数，对光刻机的外设和配置要求不高，可以适用于各种高、低端光刻机的测量中。最后，由于采用了本技术方案，对光刻机对准方式不作任何限制，减少光刻机的造价成本，应用适应性强。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图I是本专利技术所涉及的测量投影物镜畸变的装置的结构示意图；图2是本专利技术所涉及的测量投影物镜畸变的方法的流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量投影物镜畸变的装置，包括掩模台及位于掩模台上的掩模版，エ件台及位于エ件台上的基底，其特征在于，所述掩模版上还包括ー特征标记，通过移动所述掩模台及所述エ件台使所述特征标记曝光在所述基底的任意位置。2.如权利要求I所述的测量投影物镜畸变的装置，其特征在于，所述特征标记是通用型套刻标记。3.如权利要求I所述的测量投影物镜畸变的装置，其特征在于，所述特征标记均匀分布在所述掩模版的曝光区域内。4.一种测量投影物镜畸变的方法，包括 步骤一、将ー包含有特征标记的掩模版放置于掩模台，将ー基底放置于エ件台； 步骤ニ、进行掩模台步进曝光及エ件台步进曝光； 步骤三、获得曝光后基底的特征图形； 步骤四、按照掩模台步进曝光及エ件台步进曝光产生的误差，计算投影物镜畸变。5.如权利要求4所述的测量投影物镜畸变的方法，其特征在干，所述步骤一包括使所述基底被放置与投影物镜的中心位置。6.如权利要求4所述的测量投影物镜畸变的方法，其特征在干，所述步骤ニ为先进行掩模台步进曝光再进行エ件台步进曝光，或者先进行エ件台步进曝光再进行掩模台步进曝光。7.如权利要求4所述的测量投影物镜畸变的方法，其特征在干，所述掩模台步进曝光进ー步包括以下步骤 步骤2. I、优化曝光路径； 步骤2. 2、移动所述エ件台使所述基底位于第一曝光场位置； 步骤2. 3、完成第一次曝光，在所述基底上形成所述第一曝光场的第一特征图形； 步骤2. 4、使所述掩模台朝X或Y向步进； 步骤2. 5、完成第二次曝光，在所述基底上形成所述第一曝光场的第二特征图形。8.如权利要求7所述的测量投影物镜畸变的方法，其特征在干，所述掩模台步进曝光进ー步包括以下步骤 步骤2. 6、移动所述エ件台使所述基底位于第二曝光场位置； 步骤2. 7、完成第一次曝光，在所述基底上形成所述第二曝光场的第一特征图形； 步骤2. 8、使所述掩模台朝X或Y向步进； 步骤2. 9、完成第二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：方立，孙刚，闵金华，张俊，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：